一种自愈合水凝胶的制备方法及其产品和应用技术

本发明专利技术公开一种自愈合水凝胶的制备方法及其产品和应用，属于生物医药材料技术领域。主要是以明胶为原料，以醛官能化二芳基乙烯为交联剂进行交联反应，得到自愈合水凝胶。该方法制备的水凝胶具有自愈合以及光响应调控机械性能的功能，在组织工程和创面修复中有潜在的应用前景。的应用前景。的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种自愈合水凝胶的制备方法及其产品和应用


[0001]本专利技术属于生物医药材料
，具体涉及一种自愈合水凝胶的制备方法及其产品和应用。

技术介绍

[0002]水凝胶因其柔软的性能特点与人体软组织极为相似，使得水凝胶材料广泛应用于生物医学、仿生材料等领域。但是常规水凝胶在使用过程中往往会因为破坏或疲劳性失去原有性能，发生不可逆的损伤，这严重限制了水凝胶应用领域和场景的扩展。自愈合水凝胶作为一种在受损后可自我修复的功能性水凝胶，在外部刺激(光、热量、pH调节及自修复剂)或水凝胶内部官能团的相互作用(动态共价键等)下实现自愈合，将有效解决水凝胶在应用中受损的问题，扩展了水凝胶的应用范围。例如，水凝胶目前被广泛应用于创面敷料等领域，使用过程容易受到环境和皮肤的变化而发生形变，因此具有自修复性能的水凝胶是创面修复所急需的。然而，创面愈合是一个复杂的动态过程，受到许多刺激信号的综合调控，其中，机械力信号发挥着重要作用，现有的水凝胶敷料通常具有固定的力学强度，无法适应创面修复所需的力学强度。因此，开发具有可控、可变强度的水凝胶有利于进一步开发水凝胶的应用领域。

技术实现思路

[0003]针对上述现有技术中的问题，本专利技术提供一种自愈合水凝胶的制备方法及其产品和应用。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]一种自愈合水凝胶的制备方法，以明胶(Gelatin，在本专利技术中用Gel指代)为原料，以醛官能化二芳基乙烯为交联剂进行交联反应，得到自愈合水凝胶。
[0006]进一步地，所述自愈合水凝胶的制备方法包括以下具体步骤：
[0007]1)将明胶溶于碳酸氢盐缓冲液中，得到明胶水溶液；
[0008]2)将醛官能化二芳基乙烯溶解于有机溶剂中，得到交联剂溶液；
[0009]3)在水浴超声振荡下，在得到的明胶水溶液中加入交联剂溶液，静置，即得到自愈合水凝胶(Gel
‑
AFD)。
[0010]进一步地，步骤1)中，所述碳酸氢盐缓冲液的pH为8.5。
[0011]进一步地，步骤2)中，所述醛官能化二芳基乙烯为4,4
‑
(环戊二烯
‑1‑
烯
‑
1,2
‑
叉基)二(5
‑
甲基噻吩
‑2‑
甲醛)(简称AFD)；所述有机溶剂为二甲基亚砜(DMSO)。
[0012]进一步地，所述明胶与醛官能化二芳基乙烯的质量比为(10
‑
20):(0.5
‑
0.12)。
[0013]进一步地，步骤3)中，所述水浴温度为50℃。
[0014]进一步地，步骤3)中，所述明胶水溶液与交联剂溶液的体积比为1:1。
[0015]进一步地，步骤3)中，所述静置时间为12h。
[0016]本专利技术还提供一种利用上述自愈合水凝胶的制备方法制备而成的自愈合水凝胶。
[0017]本专利技术还提供一种上述自愈合水凝胶在创面敷料制备中的应用。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0019]本专利技术的目的是构筑具有光响应可调控机械性能及自修复性能的自愈合水凝胶，制备方法原料易得，制备过程简单快速，制备形成的水凝胶性能良好。在本专利技术中，我们以醛官能化二芳基乙烯(4,4
‑
(环戊二烯
‑1‑
烯
‑
1,2
‑
叉基)二(5
‑
甲基噻吩
‑2‑
甲醛)为交联剂，将明胶连接在一起形成水凝胶，然后利用形成的水凝胶进行自愈合能力、机械性能调控能力的测试。结果显示，二芳基乙烯交联的明胶水凝胶具有良好的自愈合能力和机械性能的可调控能力。
[0020]本专利技术将明胶与醛官能化二芳基乙烯(4,4
‑
(环戊二烯
‑1‑
烯
‑
1,2
‑
叉基)二(5
‑
甲基噻吩
‑2‑
甲醛)通过动态共价键的方式进行交联形成水凝胶，明胶中的氨基与二芳基乙烯中的醛基在碱性条件下形成席夫碱健，该化学键动态可逆，赋予了水凝胶自愈合的性能；同时，醛官能化二芳基乙烯(4,4
‑
(环戊二烯
‑1‑
烯
‑
1,2
‑
叉基)二(5
‑
甲基噻吩
‑2‑
甲醛)具有在紫外
‑
可见光下发生开环
‑
关环的可逆变化，导致分子结构发生伸长
‑
缩短的可逆变化，该分子结构的变化会引发其作为交联剂的水凝胶网络间隙的大小变化，从而可逆地改变水凝胶的硬度和体积。该方法制备的水凝胶具有自愈合以及光响应调控机械性能的功能，在组织工程和创面修复中有潜在的应用前景。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为对明胶、二芳基乙烯、组装后的Gel
‑
AFD水凝胶进行傅里叶红外变换光谱分析；
[0023]图2为Gel
‑
AFD水凝胶与单纯明胶的快速自修复性能图；
[0024]图3为Gel
‑
AFD水凝胶紫外光照射前的自愈合能力流变测试；
[0025]图4为Gel
‑
AFD水凝胶紫外光照射后的自愈合能力流变测试；
[0026]图5为Gel
‑
AFD水凝胶的光响应调控机械性能的微观力学测试；
[0027]图6为Gel
‑
AFD水凝胶的光响应调控机械性能的流变测试；
[0028]图7为Gelatin水凝胶的光响应调控机械性能的微观力学测试；
[0029]图8为Gelatin水凝胶的光响应调控机械性能的流变测试。
具体实施方式
[0030]现详细说明本专利技术的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本专利技术的限制，而应理解为是对本专利技术的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
[0031]应理解本专利技术中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本专利技术。另外，对于本专利技术中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本专利技术内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括
或排除在范围内。
[0032]除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本专利技术所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本专利技术仅描述了优选的方法和材料，但是在本专利技术的实施或测试中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自愈合水凝胶的制备方法，其特征在于，以明胶为原料，以醛官能化二芳基乙烯为交联剂进行交联反应，得到自愈合水凝胶。2.根据权利要求1所述的自愈合水凝胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下具体步骤：1)将明胶溶于碳酸氢盐缓冲液中，得到明胶水溶液；2)将醛官能化二芳基乙烯溶解于有机溶剂中，得到交联剂溶液；3)在水浴超声振荡下，在所述明胶水溶液中加入所述交联剂溶液，静置，即得到自愈合水凝胶。3.根据权利要求1所述的自愈合水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述碳酸氢盐缓冲液的pH为8.5。4.根据权利要求1所述的自愈合水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述醛官能化二芳基乙烯为4,4
‑
(环戊二烯
‑1‑
烯
‑
1,2
‑
叉基)二(5
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李圆凤，周行健，刘勇，施可庆，
申请(专利权)人：温州医科大学附属第一医院，
类型：发明
国别省市：